冯雪峰 徐子龙 赵杰 汪娜

【摘 要】本文将借助相关软件模拟某实验楼采光环境，得出实验楼标准层的采光系数平均值及照度，根据《建筑采光设计标准》中的采光指标进行光环境分析，目前教师办公室主要集中在一二层，但自然采光不能满足基本办公要求，因此从光环境的角度，对实验楼提出改进优化方案。

【关键词】采光模拟；采光指标；室内光环境

中图分类号： TU113 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）13-0266-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.13.125

【Abstract】Based on computer simulation technology， this paper analyze the lighting environment of an experimental building using the average value of the daylight factor and the illumination.According to the Standard for Daylighting Design of Buildings，the teachers office is mainly focused on first or second floor，but the natural lighting can not meet the basic requirements，so forward an improved optimization program for the laboratory building.

【Key words】Lighting Simulation；Lighting index；Indoor light environment

0 引言

改革開放以来，高校的规模在不断完善，校园面积扩大，学生、教职工等开始迅速增多，使各方面的费用较之前有了很大增长，尤其是能源消耗的费用，调查显示，高校校园能耗约占社会总能耗的8%。因此，降低学校建筑能耗成为高校节能减排的工作重点。学校建筑功能比较多元，各高校在原校区扩建或改建大量的教学楼，重点是创造良好的校园文化环境、学生交往空间以满足学生较高的需求层次，而忽视了对室内光环境质量的改善和提高。

自然采光能减少人工照明，能够减少人工照明带来的负荷，降低空调运行带来的负荷。教学建筑不合理的外窗设计，将会使自然采光差，人工照明增加。怎样降低由采光不足利用人工照明而浪费的能源是我们研究的主要内容。

本文主要研究一栋实验楼的光环境，借助相关软件进行光环境的辅助模拟，从而直观地分析该建筑标准层的自然采光的薄弱区域。

1 建筑概况

本实验楼是五层建筑，一二层层高分别为4.2米和3.9米，三到五层都是3.6米。建筑的朝向为坐北朝南，各建筑之间基本无遮挡情况。该建筑为综合实验楼，内设有会议室、大厅、办公室以及学生上课的教室等，如图1所示。每层的房间有所不同，有的是两跨成一间，有的是三跨成一间，但基础的一间大小是不变的，建筑模型如图2。

2 模拟计算

2.1 选取参数

根据《建筑设计采光标准》（GB/T 50033-2013），按“中国光气候分区”标准，查到实验楼所在地区属于Ⅳ类光气候区，其室外天然光设计照度值取13500lx，侧面采光时采光系数标准值为3%，室内天然光照度标准值为450lx，相对应的光气候系数K值取1.10，所在地区的采光系数标准值应乘以光气候系数K。因此，采光系数最低值为3.3%。

2.2 计算结果

采光分析采用的是全阴天模型，考虑在最不利的采光条件下进行模拟。经模拟后得到一层采光系数和照度效果图，如图3和图4：

通过一层的模拟结果，可以看出，一层的平均采光系数为3.98%，平均照度为537.69lx，采光系数超过3.3%为31.71%，低于《绿色建筑评价标准》中的要求，靠近外窗的部分是满足采光要求的，且光线良好，但随着建筑进深的增加，采光效果明显不足，采光照度基本满足要求，但均匀度偏低。

3 优化建议

通过实验楼的模拟结果，可以看出，一层标准层的采光效果明显不足，且均匀度不符合要求。针对以上不足现象，提出以下几点优化建议：

（1）合理安排房间使用功能。目前教师办公室主要集中在一二层，但自然采光均匀度不高。不同于教师办公室的使用时间较长，教室、实验室或会议室是人员活动比较集中的场所，所以将教室、实验室或会议室安排在一二层，教师办公室安排在三四层，可以减少人工照明的使用时间。

（2）利用遮阳构件等方式，控制通过窗户进入室内的太阳光线，减少光线直射，增大漫射光比例，提高均匀度。

（3）侧面采光时，可加设反光板、棱镜玻璃或导光管系统，改善进深较大区域的采光。

【参考文献】

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[2]云鹏.建筑光环境模拟[M].北京：中国建筑工业出版，2010.

[3]张源，吴志敏.既有建筑绿色改造中天然采光优化应用模拟分析[J].照明工程学报，2010，21，（4）：26-31.

[4]GB/T50033-2013，建筑采光设计标准[S].北京：中国建筑出版社，2013.